(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層のＰ型クラッド層と、
Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層の発光層と、
Ｎ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層のＮ型クラッド層とを有し、
前記発光層には、ＳｉとＧｅとが含まれており、Ｓｉのドーパント密度は５×１０１７ｃｍ−３以上であり、Ｇｅのドーパント密度は４×１０１７ｃｍ−３以上であり、ＳｉとＧｅとを併せたドーパント密度が２×１０２０ｃｍ−３以下であることを特徴とするダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード。
【請求項２】
前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が、０＜Ｇｅ／Ｓｉ≦５であることを特徴とする請求項１に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード。
【請求項３】
前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が、５＜Ｇｅ／Ｓｉであることを特徴とする請求項１に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード。
【請求項４】
前記Ｐ型クラッド層には、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅから選択される少なくとも１種以上が含まれていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード。
【請求項５】
請求項１に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードの製造方法であって、
ＧａＡｓ基板上に、Ｐ型クラッド層、発光層、Ｎ型クラッド層の少なくとも３層を液相成長法にてエピタキシャル成長させる際、前記発光層へＳｉとＧｅとを添加することを特徴とするダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外光通信やリモコン操作等の、データや情報の空間伝送に用いられるダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載する場合がある。）およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、各種の小型携帯端末機器が開発され、例えば、データ通信機能とリモコン操作機能とを併せ持った小型携帯端末機器も開発されている。ここで、リモコン操作機能とデータ通信機能とを併せ持った小型携帯端末機器と、当該小型携帯端末機器と情報の授受をおこなう本体機器との間の赤外通信システムにおいて、リモコン操作機能としては長波長（例えば８８０ｎｍ以上）の赤外線を用いて本体機器との間で５ｍ程度の間隔を空けて本体機器のリモコン操作をおこない、一方、データ通信機能は短波長（例えば８７０ｎｍ以下）の赤外線を用いて本体機器との間に５０ｃｍ〜１ｍ程度の間隔を空けてデータ授受をおこなうものが一般的である。ここで、当該赤外線の発光素子としては、化合物半導体のＰＮ接合の順方向に電流を流して発光させるＬＥＤとのうち、ダブルヘテロ接合（ＤＨ構造）を有するＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤが広く用いられる。【０００３】
ところで、リモコン操作とデータ通信とで赤外線の使用波長が異なるのは、次の理由による。
即ち、リモコン操作の場合は、小型携帯端末機器と本体機器との間が離れているため、小型携帯端末機器が発光する赤外光を高感度で受光することが求められる。そして赤外線を受光するセンサーの感度は長波長（例えば８８０ｎｍ以上）で優れる。そこで、小型携帯端末機器においてリモコン操作の発光を行うＬＥＤも、当該長波長の発光を行うものが用いられている。
一方、データ通信の場合は、大量のデータを短時間で送信することが求められるため、発光のＯＮ―ＯＦＦ応答性が速いＬＥＤが求められる。そして、当該応答性の速いＬＥＤとして、例えば、特許文献１に記載のＬＥＤが開発され用いられている。ところが、当該特許文献１記載のＬＥＤもやはり波長８７０ｎｍ以下短波長の赤外光を発光するＬＥＤである。
従って、現在の小型携帯端末機器等では、長波長の発光を行うリモコン操作用のＬＥＤと短波長の発光を行うデータ送信用のＬＥＤとの、２種類のＬＥＤを備えたものが用いられている。
【特許文献１】特許３１８７２７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該小型携帯端末機器への、更なる小型化要請、低コスト化要請に対応するため、上述した、リモコン操作用のＬＥＤとデータ送信用のＬＥＤとの２種類のＬＥＤを、一本化したいということが求められた。
当該一本化の方策としては、リモコン操作用のＬＥＤの発光波長を短波長化する方法と、データ送信用のＬＥＤの発光波長を長波長化する方法とが考えられる。ところが、リモコン操作用のＬＥＤの発光波長を短波長化する方法では、上述した受光センサーの短波長領域での感度を上げる課題が新たに発生してしまう。そこで、本発明者らは、データ送信用のＬＥＤの発光波長を長波長化することを試みた。ところが、上述のデータ送信用のＬＥＤの活性層の組成や膜厚を検討し、当該データ送信用のＬＥＤの発光波長を長波長化したところ、今度は、応答性の速度や発光出力が低下してしまうことが判明した。【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上の長波長においても、速い応答性を発揮する、ＬＥＤおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記目的に沿って鋭意研究した結果、まず、ＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードにおいて、発光層におけるドーパントを、ＳｉおよびＧｅとすることにより、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上であっても速い応答性を発揮するＬＥＤが得られることを見いだした。そして、本発明者らは、さらに研究を行った結果、前記ドーパントをＳｉおよびＧｅとすることにより、ＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードの所定時間、点灯した後の耐逆バイアス電圧（以下、Ｖｒと記載する場合がある。）の低下を抑制できることに想到した。【０００７】
即ち、第１の発明に係る発光ダイオードは、
Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層のＰ型クラッド層と、
Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層の発光層と、
Ｎ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む、少なくとも１層のＮ型クラッド層とを有し、
前記発光層には、ＳｉとＧｅとが含まれており、Ｓｉのドーパント密度は５×１０１７ｃｍ−３以上であり、Ｇｅのドーパント密度は４×１０１７ｃｍ−３以上であり、ＳｉとＧｅとを併せたドーパント密度が２×１０２０ｃｍ−３以下であることを特徴とするダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードである。
【０００８】
第２の発明に係る発光ダイオードは、
前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が、０＜Ｇｅ／Ｓｉ≦５であることを特徴とする第１の発明に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードである。【０００９】
第３の発明に係る発光ダイオードは、
前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が、５＜Ｇｅ／Ｓｉであることを特徴とする第１の発明に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードである。【００１０】
第４の発明に係る発光ダイオードは、
前記Ｐ型クラッド層には、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅから選択される少なくとも1種以上が含まれていることを特徴とする第１から第３の発明のいずれかに係るダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードである。【００１１】
第５の発明に係る発光ダイオードの製造方法は、
第１の発明に記載のダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードの製造方法であって、
ＧａＡｓ基板上に、Ｐ型クラッド層、発光層、Ｎ型クラッド層の少なくとも３層を液相成長法にてエピタキシャル成長させる際、前記発光層へＳｉとＧｅとを添加することを特徴とするダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードの製造方法である。 
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードは、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上の長波長であり、速い応答性を発揮した。【００１３】
第２の発明に係るダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードは、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上の長波長であり、速い応答性を発揮し、当該発光ダイオードを、所定時間点灯した後のＶｒ値を高水準に保つことができた。【００１４】
第３の発明に係るダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードは、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上の長波長であり、速い応答性を発揮し、当該発光ダイオードを、所定時間点灯した後のＶｒ値を高水準に保つことができた。【００１５】
第１から第３の発明のいずれかに係るダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードは、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上の長波長であり、速い応答性を発揮し、当該発光ダイオードを、所定時間点灯した後のＶｒ値の低下を抑制することができ、出力や信頼性も高かった。【００１６】
第４の発明に係るＬＥＤの製造方法によれば、発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上で、速い応答性を発揮するダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードを、従来の発光ダイオードと同様の工程で容易に製造することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の実施形態に係るＬＥＤの構造について、図１を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るダブルヘテロ接合（ＤＨ構造）を有するＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤの模式的な断面図であり、上方から順に、上面電極１、Ｎ型クラッド層２、発光層３、Ｐ型クラッド層４、裏面電極５を示している。
また、本発明に係るＬＥＤは、所謂ＧａＡｓ基板を除去したＡｌＧａＡｓ系のＬＥＤで、図１の状態ではＧａＡｓ基板が除去された後のものである。ここで、Ｎ型クラッド層２はＮ型のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、０．１５≦ｘ≦０．４５）を含み、発光層３はＰ型のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、０≦ｘ≦０．１）を含み、Ｐ型クラッド層４はＰ型のＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、０．１５≦ｘ≦０．４５）を含んでいる。【００１８】
ここで、Ｎ型クラッド層２、及びＰ型クラッド層４は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ相を有するが、当該ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ相において、Ａｌ比率は０．１５≦ｘ≦０．４５であることが望ましい。これは、Ａｌ比率を０．１５以上にすると、電子および正孔を閉じこめる効果が得られる。一方、Ａｌ比率を０．４５以下とすることで、通電による素子腐食劣化の問題を回避でき、さらに、当該クラッド層と電極との界面や、当該クラッド層間の界面にオーミックロスが発生するのを回避して、順方向電圧の上昇が引き起こされるのを回避出来るからである。
また、発光層３のＡｌ比率は、０≦ｘ≦０．１であると、本発明に係るＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤの発光波長を、波長８７０ｎｍ以上へ長波長化することが容易となり望ましい。【００１９】
各層２、３、４のドーパント密度およびドーパントについて説明する。
Ｎ型クラッド層２のドーパント密度は０．５×１０１８ｃｍ−３以上、０．８×１０１８ｃｍ−３以下であり、そのドーパントはＴｅまたはＳｉであることが好ましい。【００２０】
発光層３ドーパント密度は１×１０１８ｃｍ−３以上、２×１０２０ｃｍ−３以下であり、そのドーパントは、ＳｉおよびＧｅであり、かつその厚みは０．２μｍ〜１．５μｍの範囲であることが好ましい。
ドーパント中のＧｅ／Ｓｉ（モル比）の値が０（即ちＳｉのみ）を超え、５以下の範囲にあると、当該ＬＥＤの発光のピーク波長は８８０ｎｍ以上でありながら、８７０ｎｍで発光させた場合と同程度の応答性の速さ（立ち上がり時間、立ち下がり時間）を得ることができ、発光出力も同等であることが判明した。【００２１】
さらに、Ｇｅ／Ｓｉ（モル比）の値が５を超えると、当該ＬＥＤに流す電流を増加させて、該ＬＥＤの発光のピーク波長が８８０ｎｍ以上となった場合は、８７０ｎｍで発光させた場合より発光出力は２０％程度低下するが、応答性は２倍以上に速くなることも判明した。これによって、大量のデータを高速に通信させることが可能となる。
一方、ドーパントをＧｅのみとすると、当該ＬＥＤの発光波長を長波長化できず、受光素子の感度が良好な波長域の発光をすることができないことも判明した。【００２２】
ここで、応答速度の指標となる、立ち上がり時間とは、ＬＥＤに電気信号が与えられ、当該ＬＥＤの発光出力が当該ＬＥＤの最大発光出力の１０％から９０％となるまでの時間をいう。また、立下り時間とは、ＬＥＤに与えられていた電気信号の消滅し、当該ＬＥＤの発光出力が当該ＬＥＤの最大発光出力の９０％から１０％になるまでの時間をいう。この立ち上がり時間および立下り時間は、ＬＥＤが発光する光を受光素子により電気信号に変換し、オシロスコープでモニタリングすることで得られる。【００２３】
短時間での大量のデータ通信に用いられるＬＥＤに対しては、立ち上がり時間および立下り時間を、少なくとも４０ｎｓ以下とすることが求められている。そこで、当該ＬＥＤにおいて、立ち上がり時間および立下り時間を３０ｎｓ以下に設計することができれば、約１０ｎｓのマージンを持たせること可能となり、ＬＥＤの不良率を低減、歩留まりの向上に大きく寄与することから好ましい。【００２４】
次に、当該ＬＥＤに対しては、Ｖｒ値（逆バイアス電圧値）が、高いことが求められる。これは当該ＬＥＤを搭載している回路が、当該回路の揺らぎから破損するのを回避するためには、１０００時間通電後であってもＶｒ値が低下しないことを求められるからである。【００２５】
そこで、当該通電点灯時間の積算によるＶｒ値の低下について研究をおこなった結果、当該ＬＥＤにおいて、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化したとき、約１０００時間の通電点灯を行った時点とにおけるＶｒ値が０．７５以上の値を保っていれば、ＬＥＤを組み込んだ回路の信頼性が高くなることに想到した。そして、ドーパントがＳｉのみであると、１０００時間の通電点灯後にＶｒ値が０．７５未満に低下するが、ドーパントがＧｅ／Ｓｉ（モル比）０．０３以上であれば、１０００時間の通電点灯後におけるＶｒ値が０．７５以上を保つことに想到した。【００２６】
また、Ｐ型クラッド層４のドーパンとしては、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇｅから選択される少なくとも1種以上の元素を、０．５×１０１８ｃｍ−３以上、２×１０１８ｃｍ−３以下の密度で用いることが好ましい。当該ドーパント密度を、０．５×１０１８ｃｍ−３以上、２×１０１８ｃｍ−３以下とすることで、十分な出力や信頼性を有するＬＥＤを得ることが出来る。【００２７】
尚、上述した各ドーパント密度の制御は、ＬＥＤ製造の際のＧｅ原料およびＳｉ原料の仕込み量操作により、容易におこなうことができる。【００２８】
上述の構成を有するＬＥＤは、いずれも、室温における１００ｍＡ通電で１０００時間経過後も、発光出力が初期の７５％以上を維持するという信頼性を示した。【００２９】
次に、本発明の実施形態に係るＬＥＤの製造方法について、図１、２を参照しながら説明する。ここで、図２は、ＬＥＤの製造装置の模式断面図である。
図１にて説明した、Ｎ型クラッド層２、発光層３、Ｐ型クラッド層４の成長は、例えば徐冷法で行い、成長中の基板近傍の温度は６００℃〜９００℃の範囲に管理する。基板にはＧａＡｓ基板を用い、Ｎ型クラッド層２、発光層３、Ｐ型クラッド層４の順番に成長を行う。ここで用いるＧａＡｓ基板は、Ｐ型、Ｎ型、半絶縁性、アンドープのいずれであってもよい。また、成長の順序は、Ｐ型クラッド層４、発光層３、Ｎ型クラッド層２の順番でもよい。【００３０】
また、本発明によるＬＥＤは、チップ上面がＮ型、Ｐ型のどちらでも同様の特性を得ることができる。これは上記の成長順序によらないものである。また、上下両面の電極の形状は任意に選ぶことができる。各層の成長は、温度差法を用いても同様の特性を得ることができる。ただし、多数枚同時成長のできる徐冷法は、量産において有利である。【００３１】
上述した各層１〜３をエピタキシャル成長について、図２に示すＬＥＤの製造装置の模式断面図を用いてさらに説明する。
図２に示すようにＬＥＤの製造装置は、カーボン製の成長用治具８と、ベース９と、仕切り６との３点から構成されている。
成長用治具８は、少なくとも３槽からなる。これは、Ｐ型クラッド層４、発光層３、Ｎ型クラッド層２のエピタキシャル成長に必要な、組成及びドーパントの異なる槽が３槽必要なことによる。【００３２】
成長用治具８の各槽には、それぞれＧａ原料、Ａｌ原料、ＧａＡｓ原料、およびドーパントを、所定組成を有する各クラッド層、発光層と同様の組成になるように調合して充填しておく。このとき発光層のド−パントとして添加する所定のＧｅ／Ｓｉ（モル比）に応じて秤量した、Ｓｉ原料、Ｇｅ原料を発光層の原料が充填された槽へ充填する。【００３３】
また、ベース９の中にはＧａＡｓ基板７が収納されている。このときのＧａＡｓ基板７は、後工程のデバイス作成時に除去されてしまうため、Ｐ型、Ｎ型、ノンドープいずれを用いてもよい。そして、第１層の成長開始から第３層の成長完了までベース９に収納されている基板７の近傍の温度は、第１層の成長開始の際は、９００℃で、ここから降温し、第３層の成長完了の際は、６００℃であることが好ましい。【００３４】
以降の、ＧａＡｓ基板７上へのＰ型クラッド層４、発光層３、Ｎ型クラッド層２のエピタキシャル成長は、通常の液層エピタキシャル成長による従来のダブルヘテロ接合（ＤＨ構造）を有するＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤの製造と同様である。
即ち、原料融液を、成長用治具８を動かしてＧａＡｓ基板７が収納されているベース９内に導入し、所定の温度、時間および徐冷速度において、ＧａＡｓ基板７上へエピタキシャル成長させた後、仕切り６を動作して残余の原料融液をＧａＡｓ基板７から分離する。当該操作を繰り返すことにより各層の成長を行う。
ここで図１に戻り、ＧａＡｓ基板上への各層のエピタキシャル成長が完了したら、ＧａＡｓ基板の除去、上面電極１および裏面電極５の設置、エピタキシャル層のチップ化と電極への配線をおこなってＬＥＤを得るが、当該工程も従来のダブルヘテロ接合（ＤＨ構造）を有するＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤと同様である。
尚、前記エピタキシャル層のチップ化のための分割後に、当該チップからの光の取出し効率を高めるために、当該チップの表面を荒らすことも好ましい構成である。【００３５】
このようにして得られた本発明に係るＬＥＤを用いた小型携帯端末は、当該小型携帯端末と情報の授受をおこなう本体機器との間の、データの授受機能およびリモコン操作機能を、当該１個のＬＥＤに担わせることが可能となる。この結果、小型携帯端末の小型化、簡略化、および低コストが可能となる。さらに、本発明に係るＬＥＤは、上述した小型携帯端末に限られず、波長８８０ｎｍ以上の長波長を用いて、高速度のデータ送信を行う各種の用途へ適用することが出来る。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明する。
（実施例１）
当該実施例は、Ｐ型クラッド層４、発光層３、Ｎ型クラッド層２の順序で成長をおこなう例である。
まず、P型クラッド層の成長原料としてＧａＡｓ２４．５ｇ、Ａ１０．９１ｇ、Ｚｎ０．１１ｇを配合した。
次に、発光層の成長原料としてＧａ５５０ｇに対し、ＧａＡｓ５０．６ｇ、Ａｌ０．０７２ｇ、Ｓｉ０．５５ｇ、Ｇｅ１．３８５ｇを配合した。さらに、Ｎ型クラッド層の成長原料としてＧａ５５０ｇに対し、ＧａＡｓ２８．８ｇ、Ａ１０．７７ｇ、Ｔｅ０．０１４ｇを配合した。尚、このとき、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度は、Ｓｉ量は（５×１０１８）／ｃｍ３、Ｇｅ量は（１×１０１８）／ｃｍ３となる。【００３７】
各層の成長原料を、成長用治具に設けられた各槽に充填した後、当該成長用治具を成長炉内に入れ、炉内から真空排気により大気に含まれる窒素及び酸素を十分排気した後、高純度水素で置換し高純度水素気流下においた。（尚、当該成長用治具内にはＧａＡｓ基板が設置しておく。）この高純度水素気流下の成長炉内を９２０℃まで昇温し、炉内温度を安定させるため当該温度に保持した。ここで、成長用治具に設けられた各槽に充填された各層の成長原料は、原料融液となる。【００３８】
次に、当該成長用治具内に設置されているＧａＡｓ基板を、P型クラッド層の成長原料融液槽の下方へ移動してP型クラッド層の成長を開始するが、このとき、原料融液を900℃でＧａＡｓ基板と接触させ、さらに降温しながら、厚さ５０μｍのＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、ｘ＝０．３５）、ドーパント濃度０．７×１０１８ｃｍ３のP型クラッド層を成長させ、成長が完了したらP型クラッド層の成長原料融液とＧａＡｓ基板とを分離する。【００３９】
P型クラッド層の成長原料とＧａＡｓ基板とを分離したら、次は、当該P型クラッド層が成長したＧａＡｓ基板と、Ｐ型発光層の成長原料融液とを接触させ、厚さ０．５μｍのＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、ｘ＝０）、ドーパント濃度１．５×１０１８ｃｍ３のＰ型発光層を成長させ、成長が完了したら発光層の成長原料融液とＧａＡｓ基板とを分離する。【００４０】
発光層の成長原料とＧａＡｓ基板とを分離したら、さらに降温しながら、当該発光層が成長したＧａＡｓ基板と、Ｎ型クラッド層の成長原料融液とを接触させ、厚さ１００μｍのＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（但し、ｘ＝０．４０）、ドーパント濃度１×１０１８ｃｍ３のＮ型クラッド層を600℃にて成長させ、成長が完了したらＮ型クラッド層の成長原料融液とＧａＡｓ基板とを分離し室温まで降温する。【００４１】
このようにして得られたP型クラッド層、発光層、Ｎ型クラッド層がエピタキシャル成長したＧａＡｓ基板からＧａＡｓ基板を除去し、実施例１の試料１に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料１に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力５．２ｍＷ、発光のピーク波長８８２ｎｍ、立ち上がり時間２０ｎＳ、立ち下がり時間２５ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００４２】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は２×１０１８／ｃｍ３、Ｇｅ量は０とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料２に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料２に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力５ｍＷ、発光のピーク波長８８２ｎｍ、立ち上がり時間２０ｎＳ、立ち下がり時間２５ｎＳ、Ｖｒ値０．６８であった。この結果を表１に示す。【００４３】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は１×１０１９／ｃｍ３、Ｇｅ量は４×１０１７／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料３に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料３に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力４．８ｍＷ、発光のピーク波長８９３ｎｍ、立ち上がり時間１９ｎＳ、立ち下がり時間２４ｎＳ、Ｖｒ値０．７８であった。この結果を表１に示す。【００４４】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は５×１０１８／ｃｍ３、Ｇｅ量は７×１０１７／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料４に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料４に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力５．１ｍＷ、発光のピーク波長８８３ｎｍ、立ち上がり時間２０ｎＳ、立ち下がり時間２５ｎＳ、Ｖｒ値０．８２であった。この結果を表１に示す。【００４５】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は５×１０１８／ｃｍ３、Ｇｅ量は１×１０１９／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料５に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料５に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力４．７ｍＷ、発光のピーク波長８８４ｎｍ、立ち上がり時間１８ｎＳ、立ち下がり時間１８ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００４６】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は２×１０１８／ｃｍ３、Ｇｅ量は７×１０１８／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料６に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料６に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力４．３４ｍＷ、発光のピーク波長８８０ｎｍ、立ち上がり時間２３ｎＳ、立ち下がり時間２８ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００４７】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は７×１０１８／ｃｍ３、Ｇｅ量は７×１０１９／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料７に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料７に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力２．３２ｍＷ、発光のピーク波長８９２ｎｍ、立ち上がり時間７ｎＳ、立ち下がり時間８ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００４８】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は５×１０１７／ｃｍ３、Ｇｅ量は４×１０１９／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料８に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料８に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、を測定したところ、発光出力３．３２ｍＷ、発光のピーク波長８８０ｎｍ、立ち上がり時間８ｎＳ、立ち下がり時間８ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００４９】
次に、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は５×１０１７／ｃｍ３、Ｇｅ量は１×１０２０／ｃｍ３とした以外は、試料１と同様の操作をおこなって、試料９に係るＬＥＤを作製した。
作製された試料９に係るＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力３．５ｍＷ、発光のピーク波長８８２ｎｍ、立ち上がり時間８ｎＳ、立ち下がり時間８ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００５０】
（比較例１）
発光層中のドーパントを全てＧｅとし、発光層のＳｉ、Ｇｅの活性層のドーパント密度を、Ｓｉ量は０、Ｇｅ量は１×１０１８／ｃｍ３とした以外は、実施例１と同様の操作をおこなって、比較例１に係るＬＥＤを作製した。
作製されたＬＥＤに、ＤＣ２０ｍＡの電流を流したときの発光出力と発光のピーク波長、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間、通電点灯前のＶｒ値を１と規格化して１０００時間通電点灯後のＶｒ値を測定したところ、発光出力５．２ｍＷ、発光のピーク波長８７０ｎｍ、立ち上がり時間２０ｎＳ、立ち下がり時間２５ｎＳ、Ｖｒ値１．００であった。この結果を表１に示す。【００５１】
【表１】
0005268356.tif 000002
【００５２】
（ＥＳＤ耐性試験）
次に、実施例１に係る試料1と比較例１の試料を用いて、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）耐性試験を行った。
両試料を、それぞれ規定のＴＯ−１８ステムにマウントした後、住友ベークライト社製：ＥＣＲ−７２１７、ＥＣＨ−７２１７を１：１で混合したエポキシ樹脂を用いてモールドした。尚、当該エポキシ樹脂の硬化条件は、１１５℃で１時間、続いて、１５０時間で５時間の熱処理を２サイクルとした。
ここで両試料のＤＣ１００ｍＡ通電時における発光強度を、積分球を用いた全発光測定により測定し、測定された発光強度をそれぞれ１．００と規格化した。【００５３】
次に、ステムにマウントされた両試料へ、ＥＩＡＪ規格のＳＤ−４７０１条件にて、電圧を４０００Ｖ、３００Ｖの２水準とし、それぞれ５回印加を行った。
電圧印加後の両試料に対し、室温下で、通電量ＤＣ１００ｍＡ、通電時間１６８時間、５００時間、１０００時間の通電試験を行い、各通電時間における両試料の発光強度（通電量ＤＣ１００ｍＡ）を測定した。測定された両試料の発光強度を、前記１．００と規格化された電圧印加前の発光強度と比較して出力比を求めた。当該出力比を表２に記載する。【００５４】
【表２】
0005268356.tif 000003
【００５５】
（実施例１および比較例１のまとめ）
表１の記載した、実施例１に係るＬＥＤ試料の試験結果より、Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む少なくとも１層のＰ型クラッド層と、Ｐ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む少なくとも１層の発光層と、Ｎ型のＡｌＧａＡｓ化合物を含む少なくとも１層のＮ型クラッド層とを有するダブルヘテロ接合を有するＡｌＧａＡｓ系発光ダイオードにおいて、前記発光層にＳｉとＧｅとが含まれていることで、５００ｍＡパルス電流を流したときの立ち上がり時間、立ち下がり時間という応答速度を３０ｎｓ以下に保ちながら、発光波長におけるピーク波長を８８０ｎｍ以上とすることが出来た。一方、前記発光層にＳｉを含有しない比較例１に係るＬＥＤ試料の試験結果によれば、発光波長におけるピーク波長を８８０ｎｍ以上とすることが出来なかった。【００５６】
そして、実施例１に係るＬＥＤ試料において、前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が０＜Ｇｅ／Ｓｉであると、当該ＬＥＤへ、１０００時間通電点灯後のＶｒ値が向上し、データ送信用に適したＬＥＤとなることが判明した。【００５７】
さらに、実施例１に係るＬＥＤ試料において、前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が０＜Ｇｅ／Ｓｉ≦５であると、従来のデータ送信用ＬＥＤと同等の発光出力を得ることが出来た。【００５８】
また、実施例１に係るＬＥＤ試料において、前記発光層に含まれているＳｉとＧｅとのモル比が５＜Ｇｅ／Ｓｉであると、立ち上がり時間、立ち下がり時間という応答速度が１０ｎｓ以下という高速になることが判明した。従って、当該ＬＥＤは、特に高速の応答速度を要求される用途に適したＬＥＤである。【００５９】
さらに、表２の結果より、前記発光層にＳｉとＧｅとをドーパントした試料は、Ｇｅのみをドーパントした試料に比べ、ＥＳＤ耐性試験および１０００時間通電後においても光出力の変化が殆ど見られず、信頼性の高いＬＥＤであることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に係るＬＥＤの模式断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＬＥＤの製造装置の模式断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１．上面電極
２．Ｎ型クラッド層
３．発光層
４．Ｐ型クラッド層
５．裏面電極
６．仕切り
７．ＧａＡｓ基板
８．成長用治具
９．ベース
【図１】
0005268356.tif 000004
【図２】
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